Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Каждый проект проще и экономичнее запускать, при условии что с самого начала сразу ответить на ключевой вопрос: для чего он нужен. С такими автоматами это особенно важно — без четкой постановки задачи очень легко уйти в постоянные правки, пересборки и улучшения, которые не имеют конца.
Именно поэтому перед тем как подбирать элементы, приобретать фанеру и загружать эмуляторы игр, я определил для себя стартовые требования к будущему устройству.
Первое на что я обратил внимание — сценарий применения. Не абстрактный «аркадный автомат мечты», а максимально бытовой вариант:
Была цель получить устройство формата «пришли друзья — включили — играем». Без всяких объяснений, инструкций и подготовки.
Стандартные аркадные автоматы кажутся стильно, при этом для жилого пространства это не всегда удобный вариант. Сразу я отбросил от мысли классического корпуса и предпочел настольный формат.
Базовые требования по габаритам корпуса сформулировались так:
Это по умолчанию наложило ограничения на размер экрана, по корпусу и вес конструкции.
Важный следующий принципиальный момент — сами игры. Я сразу определил, что данный вариант делается не «для коллекции ромов», а именно для использования.
В результате сформировались практичные требования:
Идеально под такой формат вписываются игры-файтинги, beat ’em up, аркадные гонки и традиционные аркадные стрелялки.
Впечатления от автомата в значительной степени формируются от управления. Можно собрать очень мощный ПК и красивый экран, в то же время если кнопки управления «нечеткие», а джойстик имеет люфт — нормальной игры не будет.
Если рассматривать как сделать игровой автомат, то необходимый набор параметров можно описать следующим образом:
Если говорить о кнопках я рассматривал два варианта: 4 либо 6 кнопок на игрока. В итоге решил ориентироваться на 6 — это практичнее и позволяет комфортно играть в игры-файтинги.
На данной стадии я еще не знал финальных размеров корпуса, но уже осознавал, какие аспекты нужно обратить внимание:
Все эти моменты сложно просчитать «визуально», поэтому я сразу добавил шаг с прототипом, о котором пойдет речь дальше.
Даже когда автомат находится дома и эксплуатируется осторожно, он все равно должен оставаться простым с точки зрения обслуживания. Сразу были заложены несколько ключевых требований:
Когда все эти требования были записаны, прояснилось, в каком направлении двигаться дальше. Дальнейшим шагом было проектирование и изготовление первого прототипа.
После того как базовые требования были сформулированы, было ясно, что делать «чистовой» автомат — плохая идея. Без практики легко ошибиться с размерами, наклонами и размещением деталей. Из-за этого логичным шагом стало прототипирование.
На бумаге и в представлении все обычно выглядит идеально. На практике быстро становится понятно, что:
Пробный вариант нужен не ради внешнего вида, а для оценки удобства. Его задача — дать ответ на вопрос: удобно ли пользоваться.
Самый доступный и бюджетный вариант оценить компоновку — взять бумагу и простые материалы. Я вырезал:
Все это раскладывалось на поверхности в разных вариантах. Я менял дистанцию между игроками, наклон экрана, ширину панели и оценивал, как это чувствуется на практике.
Еще на стадии макета стало понятно, что некоторые идеи из головы оказываются неудобными.
После бумажного этапа я решил сделать простой тестовый контроллер. Без корпуса, без внешнего вида — только чтобы проверить чувство от контроллеров.
Для такой проверки понадобилось:
Я установил элементы управления в эту коробку, соединил все элементы к контроллеру и запустил пару игр на экране. Этот этап дал гораздо больше понимания, чем теоретические расчеты.
Спустя пару вечеров тестов прояснились вещи, о которых обычно не думаешь:
Этот шаг сэкономил для меня кучу времени и бюджета в дальнейшем. Исправлять картон — дешево. Исправлять корпус — сложно и затратно.
После того как базовая компоновка стала понятна, я перевел эту компоновку в цифровой формат. Это дало возможность:
На этом этапе дизайн еще неоднократно дорабатывался, однако ключевое стало понятно: автомат будет удобным, компактным и ориентированным на игру вдвоем.
Дальше можно было перейти к подбору электроники и основного блока устройства.
Когда прояснилось, каким образом автомат должен выглядеть и ощущаться в реальности, пришло время определиться, с тем будет внутри. От подбора «платформы напрямую зависит сложность сборки, надежность и количество времени, которое нужно будет потратить на запуск.
На старте я перебирал пару распространенных решений:
ПК и ноутбук отпали сразу же: эти варианты занимают большой объем, потребляют больше энергии и усложняют конструкцию. Я хотел компактное, простое в сборке и предсказуемое вариант.
В конечном итоге я остановился именно Raspberry Pi. Не потому что это «единственно правильный вариант», а потому что он идеально подходил под мои требования:
Для ретро-аркадных и консольных игр старых поколений производительности Raspberry Pi более чем хватает.
С монитором все вышло неоднозначно. Было желание подобрать баланс между размером, стоимостью и комфортом.
Ключевые условия выглядели так:
Я не стремился за высоким разрешением экрана — для ретро-игр оно не нужно.
На этом этапе пытаться сэкономить не имеет смысла. Недорогие кнопки управления часто начинают работать некорректно, а некачественные джойстики — люфтить уже спустя несколько недель.
Я отбирал элементы управления по таким параметрам:
Разумнее выбрать чуть дороже, чтобы потом не вскрывать автомат по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi распознавал кнопки и джойстики в виде стандартный геймпад либо клавиатуру, применяются USB-энкодеры.
Это компактные платы, к которым подсоединяются:
Дальше все это через один кабель подключается к плате, и система определяет управление автоматически.
Даже при компактных систем есть моменты:
Нагрев у Raspberry Pi не опасен в аркадных задачах, однако правильнее сразу предусмотреть отверстия вентиляции или тихий вентилятор.
Когда все компоненты была выбрана и куплены, можно было перейти к следующему этапу — сборке пробной системы и конфигурации ПО.
Перед тем как устанавливать компоненты внутрь корпуса, я решил собрать систему в предельно простом виде и проверить, что система работает корректно по плану. Этот этап позволяет поймать основные ошибки без опасности повредить корпус или переделывать готовую конструкцию.
Здесь не важен дизайн. Критична только работоспособность.
Я выложил на поверхности:
Элементы управления временно были соединены без корпуса — просто для проверки логики управления и удобства.
Для софта я выбрал готовый образ с эмуляторами. Этот способ сильно экономит время настройки: не нужно отдельно устанавливать каждый эмулятор и конфигурировать каждый отдельно.
Процесс выглядел примерно так:
После старта ПО автоматически предлагает привязать кнопки — нужно лишь нажать кнопки в нужной последовательности.
Этот этап — самый критичных моментов. Даже если все собрано правильно, на практике могут всплыть неприятные мелочи:
Я тестировал разные типы игр и проверял, насколько удобно играть, не тянется ли рука к кнопкам и не мешают ли игроки друг другу.
Сама система идет без контента, и потому игры загружаются отдельно. Заранее собрал небольшой набор:
Важно здесь не стараться добавить «все и сразу». Ограниченный список игр позволяет сконцентрироваться на тестировании удобства, а не на выборе из сотен вариантов.
Без них, конечно, не получилось обойтись. Во время тестов выяснилось:
Все эти моменты удалось просто решить в данный момент, поскольку ничто не встроено в корпус.
Спустя пары вечеров тестов система стала стабильной и понятной. Управление функционировало ровно так, как было задумано, проекты запускались быстро, ничего не зависало и не просило дополнительных настроек.
Это означало, что теперь можно двигаться к наиболее сложному этапу — планированию и сборке корпуса.
Корпус автомата — это наиболее трудоемкая и наиболее «осязаемая» часть всей конструкции. Именно он определяет визуальный облик устройства, а также его массу, жесткость и удобство эксплуатации. Промахи на этой стадии стоят максимально дорого, поэтому к материалам я подошел особенно внимательно.
Прежде чем выбирать материал, я зафиксировал ключевые требования к корпусу:
Корпус должен оставаться практичным, и не витринным экспонатом.
Первым и логичным вариантом оказалась фанерная плита. Это классический выбор для игровых автоматов, и у фанеры есть набор очевидных преимуществ:
Я выбирал фанеру толщиной 10–15 мм. В итоге остановился на среднем варианте — она обеспечивает достаточную жесткость, но не превращает корпус слишком тяжелый объект.
Мысль сделать корпус из массива смотрится заманчиво, но на практике у нее много недостатков:
Для начального проекта это неоправданно сложен и затратно.
Также я обдумывал вариант частично использовать 3D-печать. Этот способ хорошо работает для:
Целиком печатать весь корпус нецелесообразно: это долго, дорого и часто не достаточно прочнo.
Геометрия напрямую зависела от выбранного формата устройства. В данном случае это был компактный вариант, и потому:
Я старался не использовать сложных криволинейных форм — чем проще форма, тем проще изготовление и сборка.
После того как геометрия и материал стали понятны, я сделал основные планы. Они не являлись окончательными, и при этом несколько раз корректировались в процессе, однако помогали увидеть:
С такими схемами уже можно было переходить к изготовлению корпусных деталей и его сборке.
После того как материалы был выбран и схемы готовы, стартовала самая осязаемая часть проекта — сборка конструкции. Именно здесь из отдельных элементов автомат начинает превращаться в реальный объект, а не идею на бумаге.
Все детали конструкции я предварительно подготовил по заданным размерам. Сделать это можно по-разному:
Я выбрал способе с ЧПУ — в этом случае элементы выходят точнее, и отверстия для кнопок и дисплей сразу соответствуют чертежам. Но такой способ не обязателен, особенно когда устройство собирается в одном экземпляре.
Перед тем как что-то фиксировать и закручивать намертво, я выполнил «пробную» сборку — без клея и без финального крепежа.
Это позволило:
На этой стадии обычно всплывают небольшие ошибки в размерах, и такие ошибки проще исправить сейчас, чем после завершения окончательной сборки.
По завершении пробной подгонки конструкция был разобран и собирался в финальном виде.
Для соединения элементов я применял:
При этом важно не переборщить с крепежом и оставить возможность разобрать корпус в будущем.
Отдельного внимания заслуживает управляющая панель. В ней:
Я несколько раз примерял панель перед окончательного крепления, чтобы убедиться, что играть действительно удобно.
Дисплей фиксируется внутри корпуса так, чтобы:
В большинстве случаев достаточно простых планок либо уголков.
Заранее предусмотрел возможность доступа к внутренней части автомата. С этой целью задняя панель:
Это заметно упрощает обслуживание системы, замену кнопок и любые работы с начинкой.
Когда корпус оказался собран, стало возможно переходить к установке электроники и внутренней разводке проводов.
К этому моменту автомат уже смотрелся как готовое изделие, однако без правильной настройки ПО он был обычной коробкой с кнопками. Основная цель была простой и понятной: подать питание и сразу оказаться в меню игр, без лишних экранов и шагов.
Я сразу исходил что устройством пользуются не только один человек. Значит:
По сути устройство должен вести себя как обычное устройство: включил — и оно работает.
После окончательного монтажа электроники внутри я заново выполнил настройку управления в системе. Это необходимо, потому что после укладки проводов часто всплывают мелкие нюансы.
Я проверил:
Без этого часть игр будут управляться «зеркально» или некомфортно.
Чем меньше всего элементов меню видит гость, тем удобнее. Я убрал все лишнее:
В итоге получился небольшой список проверенных проектов, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО так, чтобы:
Это особенно важно, когда устройство используют разные люди либо стоит в общем пространстве.
Прежде чем считать окончательно весь проект завершенным, я несколько вечеров просто играл на устройстве:
Именно в таком режиме проявляются мелочи, которые невозможно предусмотреть заранее: где-то некомфортно тянуться до кнопки, в другом хочется изменить порядок игр, а иногда — быстрее выход к списку игр.
К этому моменту устройство получился ровно тем, чем я его планировал в самом начале. Это устройство, который не нуждается в объяснениях и работает предсказуемо.
Если подытожить всю работу, то как сделать игровой автомат — это не столько про электронику или фанеру, сколько про продуманную последовательность шагов: от идеи до финальных проверок в реальной эксплуатации.
Далее я опишу о практическом использовании, о ошибках и выводах, которые возникли в процессе использования устройства на практике, а не в теоретических условиях.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Каждое вращение запускается генератором случайных чисел.
Игрок не может предсказать результат следующего спина.
Звуковые эффекты подчёркивают выигрышные комбинации.
Яркие огни усиливают эмоциональное восприятие процесса.
Игровой процесс может меняться во время сессии.
Иногда открываются новые уровни по мере игры.
Автоматы остаются популярными благодаря простоте.
Каждый автомат предлагает уникальное оформление.
Сложность автоматов варьируется от простой до многоуровневой.
Некоторые автоматы рассчитаны на опытных игроков.
Таблица выплат показывает значения комбинаций.
Информация доступна через меню.
